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BRPI0609786A2 - NON-HALOGENED FLAME-RETARDANT POLYURETHANE COMPOSITION, NON-HALOGENED FLAME RETARDANT PACKAGING, PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF A NON-HALOGENED FLAME-RETARDANT POLYURETHANE COMPOSITION AND FOR THE PRODUCTION OF A CONSTRUCTION OF WIRE, CABLE AND WIRE CONSTRUCTION , CONFORMED ARTICLE - Google Patents

NON-HALOGENED FLAME-RETARDANT POLYURETHANE COMPOSITION, NON-HALOGENED FLAME RETARDANT PACKAGING, PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF A NON-HALOGENED FLAME-RETARDANT POLYURETHANE COMPOSITION AND FOR THE PRODUCTION OF A CONSTRUCTION OF WIRE, CABLE AND WIRE CONSTRUCTION , CONFORMED ARTICLE Download PDF

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BRPI0609786A2
BRPI0609786A2 BRPI0609786-3A BRPI0609786A BRPI0609786A2 BR PI0609786 A2 BRPI0609786 A2 BR PI0609786A2 BR PI0609786 A BRPI0609786 A BR PI0609786A BR PI0609786 A2 BRPI0609786 A2 BR PI0609786A2
Authority
BR
Brazil
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flame retardant
thermoplastic polyurethane
weight
polyurethane composition
halogenated
Prior art date
Application number
BRPI0609786-3A
Other languages
Portuguese (pt)
Inventor
Sridhar K Siddhamalli
Carl A Brown
Original Assignee
Lubrizol Advanced Mat Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lubrizol Advanced Mat Inc filed Critical Lubrizol Advanced Mat Inc
Publication of BRPI0609786A2 publication Critical patent/BRPI0609786A2/en
Publication of BRPI0609786B1 publication Critical patent/BRPI0609786B1/en

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Abstract

COMPOSIçãO DE POLIURETANO TERMOPLáSTICO RETARDANTE DE CHAMA NãO HALOGENADO, EMBALAGEM DE RETARDANTE DE CHAMA NãO HALOGENADO, PROCESSOS PARA PRODUçãO DE UMA COMPOSIçãO DE POLIURETANO TERMOPLáSTICO RETARDANTE DE CHAMA NãO HALOGENADO E PARA PRODUçãO DE UMA CONSTRUçãO DE CABO E FIO, CONSTRUçãO DE CABO E FIO, E, ARTIGO CONFORMADO. São divulgadas composições de poliuretano termoplástico retardante de chama (TPU) tendo uma embalagem de retardante de chama contendo um componente de organo-fosfinato, um componente de organo-fosfato, e um álcool poliídrico. Os componentes retardantes de chama podem estar presentes em um montante de cerca de 5 a cerca de 40 % em peso do composto de fosfinato; de cerca de 5 a cerca de 20 % em peso do composto de fosfato, e de cerca de 0,1 a cerca de 15 % em peso do álcool poliídrico, com base no peso total da composição de TPU. São divulgados processos parapreparação das composições de TPU e de fabricação de fios e cabos revestidos empregando as composições de TPU como cobertura dos mesmos. As composições de TPU apresentam excelentes capacidades de retardamento de chama medidas por teste de ìndice Limite de Oxigênio e/ou testes de queima vertical UL/94.COMPOSITION OF NON HALOGENATED FLAME RETARDANT THERMOPLASTIC POLYURETHANE, NON HALOGENATE FLAME RETARDANT PACKAGING, PROCESSES FOR PRODUCTION OF A THERMOPLASTIC POLYURETHANE COMPOSITION OF FLOOD RETENTION AND CONTAINING AND PRODUCTION , CONFORMED ARTICLE. Flame retardant thermoplastic polyurethane (TPU) compositions having a flame retardant package containing an organo-phosphinate component, an organo-phosphate component, and a polyhydric alcohol are disclosed. The flame retardant components can be present in an amount of about 5 to about 40% by weight of the phosphinate compound; from about 5 to about 20% by weight of the phosphate compound, and from about 0.1 to about 15% by weight of the polyhydric alcohol, based on the total weight of the TPU composition. Processes for preparing the TPU compositions and for manufacturing coated wires and cables using the TPU compositions are disclosed. TPU compositions have excellent flame retardancy capabilities as measured by the Oxygen Limit Index test and / or UL / 94 vertical burn tests.

Description

"COMPOSIÇÃO DE POLIURETANO TERMOPLÁSTICO RETARDANTE DE CHAMA, EMBALAGEM DE RETARDANTE DE CHAMA, MÉTODO DE TORNAR UMA COMPOSIÇÃO DE POLIURETANO TERMOPLÁSTICO RETARDANTE DE CHAMA, PROCESSOS PARA PRODUÇÃO DE UMA COMPOSIÇÃO DE POLIURETANO TERMOPLÁSTICO RETARDANTE DE CHAMA E PARA PRODUÇÃO DE UMA CONSTRUÇÃO DE CABO E FIO, CONSTRUÇÃO DE CABO E FIO, E, ARTIGO CONFORMADO""RETARDANT THERMOPLASTIC POLYURETHANE FLAME COMPOSITION, FLAME RETARDANT POLYURETHANE COMPOSITION, METHOD OF MAKING A RETARDANT POLYURETHANE FLAME COMPOSITION, PROCESSES FOR PRODUCTION OF A POLYURETHANE POLYURETHANE POLYURETHANE COMPOSITION CONSTRUCTION OF CABLE AND WIRE, AND ARTICLE CONFORMED "

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO RELACIONADOCROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATION

Este pedido reivindica prioridade ao Pedido U.S. Número de série 60/671009 protocolado em 13 de abril de 2005.This application claims priority for U.S. Application Serial Number 60/671009 filed April 13, 2005.

CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a composições de poliuretano termoplástico retardante de chama (TPU), e mais particularmente a composições de poliuretano retardante de chama contendo vários retardantes de chama não halogenados. As composições de TPU são úteis para aplicações onde é desejável alto desempenho de chama, como em aplicações de fios e cabos, filme soprado, aplicações de moldagem, e similares. Esta invenção também se refere a processos para produção de composições de TPU e processos para produção de coberturas de fios e cabos.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to flame retardant thermoplastic polyurethane (TPU) compositions, and more particularly to flame retardant polyurethane compositions containing various non-halogenated flame retardants. TPU compositions are useful for applications where high flame performance is desired, such as wire and cable applications, blown film, molding applications, and the like. This invention also relates to processes for producing TPU compositions and processes for producing wire and cable covers.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO Aditivos halogenados, como os baseados em flúor, cloro, e bromo, têm sido usados para conferir propriedades retardantes de chama a composições de TPU. Nos últimos anos, certas aplicações de uso final estão especificando composições de TPU isentas de halogênio. Isto exigiu que os formuladores de TPU procurassem outros retardantes de chama para substituir os aditivos halogenados previamente utilizados.BACKGROUND OF THE INVENTION Halogenated additives, such as those based on fluorine, chlorine, and bromine, have been used to impart flame retardant properties to TPU compositions. In recent years, certain end-use applications have been specifying halogen-free TPU compositions. This required TPU formulators to look for other flame retardants to replace previously used halogenated additives.

Publicação do Pedido de Patente No. U.S. 2005/0011401 divulga um material elástico de cobertura de piso que inclui um sal fosfinato ou um sal difosfinato como retardante de chama.U.S. Patent Application Publication No. 2005/0011401 discloses an elastic floor covering material which includes a phosphinate salt or a diphosphinate salt as a flame retardant.

Patente U.S. 6 777 466 concedida a Eckstein, et al. divulga o uso de cianurato de melamina como o único aditivo retardante de chama na composição de TPU.U.S. Patent 6,777,466 issued to Eckstein, et al. discloses the use of melamine cyanurate as the only flame retardant additive in the TPU composition.

Patente U.S. 6 547 992 concedida a Schlosser et al. divulga uma combinação retardante de chama incluindo certos componentes fosfinato e/ou difosfinato e um composto inorgânico sintético e/ou um produto mineral. Adicionalmente, a combinação retardante de chama divulgada pode incluir componentes contendo nitrogênio.U.S. Patent 6,547,992 issued to Schlosser et al. discloses a flame retardant combination including certain phosphinate and / or diphosphinate components and a synthetic inorganic compound and / or a mineral product. Additionally, the disclosed flame retardant combination may include nitrogen containing components.

Patente U.S. 6 365 071 concedida a Jenewein et al. divulga uma combinação retardante de chama para polímeros termoplásticos incluindo certos componentes fosfinato e/ou difosfinato e certos componentes contendo nitrogênio.U.S. Patent 6,365,071 issued to Jenewein et al. discloses a flame retardant combination for thermoplastic polymers including certain phosphinate and / or diphosphinate components and certain nitrogen-containing components.

Patente U.S. 6 509 401 concedida a Jenewein et al. divulga uma combinação retardante de chama incluindo certos componentes contendo fósforo e certos componentes contendo nitrogênio para polímeros termoplásticos.U.S. Patent 6,509,401 issued to Jenewein et al. discloses a flame retardant combination including certain phosphorus-containing components and certain nitrogen-containing components for thermoplastic polymers.

Patente U.S. 6 255 371 concedida a Schlosser et al. divulga uma combinação retardante de chama incluindo certos componentes fosfinato e/ou difosfinato em combinação com certos componentes derivados de melamina.U.S. Patent 6,255,371 issued to Schlosser et al. discloses a flame retardant combination including certain phosphinate and / or diphosphinate components in combination with certain melamine derived components.

Patente U.S. 6 207 736 concedida a Nass et al. divulga uma combinação retardante de chama incluindo certos sais de ácido fosfínico e/ou sais de ácido difosfínico e certos componentes fosfato contendo nitrogênio.U.S. Patent 6,207,736 issued to Nass et al. discloses a flame retardant combination including certain phosphinic acid salts and / or diphosphinic acid salts and certain nitrogen containing phosphate components.

Ainda há necessidade na técnica de combinações retardantes de chama não halogenadas eficazes que confiram características retardantes de chama a composições termoplásticas de poliuretano, não prejudicando a resistência mecânica e a processabilidade.There is still a need in the art for effective non-halogenated flame retardant combinations which impart flame retardant characteristics to polyurethane thermoplastic compositions without impairing mechanical strength and processability.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO Um objetivo de um modo de realização de exemplo é prover uma composição de TPU retardante de chama não halogenado que proporcione as capacidades retardantes de chama desejadas enquanto apresenta propriedades mecânicas e de processamento aceitáveis.SUMMARY OF THE INVENTION An object of an exemplary embodiment is to provide a non-halogenated flame retardant TPU composition that provides the desired flame retardant capabilities while having acceptable mechanical and processing properties.

Um objetivo de um modo de realização de exemplo é prover uma composição de TPU que possa ser usada como cobertura de fios e cabos revestidos.One object of an exemplary embodiment is to provide a TPU composition that can be used as a covering for coated wires and cables.

Um objetivo de um modo de realização de exemplo é prover um processo para preparação de uma composição de TPU que seja adequada para cobertura retardante de chama em fios e cabos revestidos.An object of an exemplary embodiment is to provide a process for preparing a TPU composition that is suitable for flame retardant coating on coated wires and cables.

Um objetivo de um modo de realização de exemplo é prover uma embalagem retardante de chama para uso com poliuretanos termoplásticos.One object of an exemplary embodiment is to provide a flame retardant package for use with thermoplastic polyurethanes.

Um objetivo de um modo de realização de exemplo é prover um método para tornar uma composição de poliuretano termoplástico retardante de chama.One object of an exemplary embodiment is to provide a method for rendering a flame retardant thermoplastic polyurethane composition.

Um objetivo de um modo de realização de exemplo é prover uma cobertura de fio e cabo utilizando uma composição de TPU retardante de chama.One object of an exemplary embodiment is to provide wire and cable coverage using a flame retardant TPU composition.

Em um aspecto da invenção, é fornecida uma composição de poliuretano termoplástico (TPU). A composição inclui pelo menos um polímero de poliuretano termoplástico e uma embalagem de retardante de chama.In one aspect of the invention, a thermoplastic polyurethane (TPU) composition is provided. The composition includes at least one thermoplastic polyurethane polymer and a flame retardant package.

Em um aspecto, a composição inclui pelo menos um poliuretano termoplástico e de cerca de 5 a cerca de 40 % em peso do composto proprietário fosfinato Exolit® OP 1311; de cerca de 5 a cerca de 20 % em peso do composto proprietário tipo fosfato retardante de chama isento de halogênio NcendX® P-30; e de cerca de 0,1 a cerca de 15 % em peso de dipentaeritritol, em que as percentagens em peso são baseadas no peso total da composição de poliuretano termoplástico. A composição pode incluir adicionalmente de cerca de 0 a cerca de 10 % em peso de pentaborato de amônio ou borato de zinco.In one aspect, the composition includes at least one thermoplastic polyurethane and from about 5 to about 40% by weight of the Exolit® OP 1311 phosphinate proprietary compound; from about 5 to about 20% by weight of the proprietary halogen-free flame retardant phosphate-type compound NcendX® P-30; and from about 0.1 to about 15 wt% dipentaerythritol, wherein the weight percentages are based on the total weight of the thermoplastic polyurethane composition. The composition may additionally include from about 0 to about 10% by weight of ammonium pentaborate or zinc borate.

Em outro aspecto, o polímero de poliuretano termoplástico é selecionado entre poliuretano poliéster, poliuretano poliéter, poliuretano policarbonato e combinações dos mesmos.In another aspect, the thermoplastic polyurethane polymer is selected from polyester polyurethane, polyether polyurethane, polycarethane polyurethane and combinations thereof.

Em outro aspecto, a composição inclui de cerca de 0 a cerca de 5 % em peso de um componente retardante de chama inorgânico como talco, fosfato de amônio, polifosfato de amônio, carbonato de cálcio, óxido de antimônio, argila, argila montmorillonita, e suas misturas.In another aspect, the composition includes from about 0 to about 5% by weight of an inorganic flame retardant component such as talc, ammonium phosphate, ammonium polyphosphate, calcium carbonate, antimony oxide, clay, montmorillonite clay, and your mixtures.

Em outro aspecto a composição inclui, como componentes retardantes de chama orgânicos, um composto de fosfinato, um composto retardante de chama baseado em fosfato, e um álcool poliídrico.In another aspect the composition includes, as organic flame retardant components, a phosphinate compound, a phosphate based flame retardant compound, and a polyhydric alcohol.

Em outro aspecto, a embalagem de aditivos retardante de chamas inclui três componentes retardantes de chama não halogenados, em que a embalagem de aditivos retardante de chamas está presente em um montante suficiente para conferir pelo menos uma característica de retardante de chama predeterminada à composição de poliuretano termoplástico.In another aspect, the flame retardant additive package includes three non-halogenated flame retardant components, wherein the flame retardant additive package is present in an amount sufficient to impart at least one predetermined flame retardant characteristic to the polyurethane composition. thermoplastic.

Em outro aspecto, a característica de retardante de chama predeterminada é um índice limite de oxigênio de pelo menos cerca de 35 medido de acordo com ASTM D-2863.In another aspect, the predetermined flame retardant characteristic is an oxygen limit index of at least about 35 measured according to ASTM D-2863.

Em outro aspecto, a característica de retardante de chama predeterminada é um grau de inflamabilidade VO em uma espessura de cerca de 75 mils (1,90 mm) medido de acordo com o teste de inflamabilidade vertical (Norma 94) do Underwriters Laboratory (UL 94). Em outro aspecto, aIn another aspect, the predetermined flame retardant characteristic is a degree of VO flammability at a thickness of about 75 mils (1.90 mm) measured according to the Underwriters Laboratory (UL 94) vertical flammability test (Standard 94). ). In another aspect, the

rr

característica de retardante de chama predeterminada é um índice limite de Oxigênio (Limited Oxygen Index, LOI), de pelo menos 35 para composições úteis para cobertura de fios e cabos de acordo com normas aplicáveis como UL 1581, UL 1666, CSA FT-I, FT-4, UL 1685, IEEE 1202, IEC 332- 3, e similares.The default flame retardant characteristic is a Limited Oxygen Index (LOI) of at least 35 for compositions useful for covering wire and cable in accordance with applicable standards such as UL 1581, UL 1666, CSA FT-I, FT-4, UL 1685, IEEE 1202, IEC 332-3, and the like.

Em outro aspecto, a embalagem de retardante de chama inclui um retardante de chama baseado em fosfinato, e em um álcool poliídrico. A embalagem de retardante de chama pode ainda incluir um componente retardante de chama inorgânico.In another aspect, the flame retardant package includes a phosphinate based flame retardant and a polyhydric alcohol. The flame retardant package may further include an inorganic flame retardant component.

Em outro aspecto, em um método de transformação de uma composição de poliuretano termoplástico em retardante de chama, uma embalagem de retardante de chama é usado em um montante suficiente para conferir pelo menos uma característica de retardante de chama predeterminada à composição de poliuretano termoplástico.In another aspect, in a method of transforming a flame retardant thermoplastic polyurethane composition, a flame retardant package is used in an amount sufficient to impart at least one predetermined flame retardant characteristic to the thermoplastic polyurethane composition.

Em outro aspecto, ingredientes de poliuretano termoplástico incluindo um intermediário polimérico selecionado entre poliéster terminado em hidroxila, poliéter terminado em hidroxila, policarbonato terminado em hidroxila, e suas misturas; um poliisocianato;e um extensor de cadeia são misturados em um dispositivo de mistura capaz de misturar com cisalhamento os ingredientes de poliuretano. Uma embalagem de retardante de chama é adicionado ao dispositivo de mistura, sendo que a embalagem de aditivos retardante de chama inclui Exolit® OP 1311, um aditivo proprietário baseado em fosfinato e dipentaeritritol.In another aspect, thermoplastic polyurethane ingredients including a polymeric intermediate selected from hydroxyl terminated polyester, hydroxyl terminated polyether, hydroxyl terminated polycarbonate, and mixtures thereof; a polyisocyanate and a chain extender are mixed in a mixing device capable of shear mixing the polyurethane ingredients. A flame retardant package is added to the mixing device, and the flame retardant additive package includes Exolit® OP 1311, a proprietary phosphinate and dipentaerythritol based additive.

Em outro aspecto, uma construção de cabo ou fio é produzida por extrusão de uma camada de isolamento de um material polimérico não condutor sobre pelo menos um condutor metálico; e extrusão de uma cobertura retardante de chama para cobrir o condutor metálico isolado. A cobertura é uma composição de poliuretano termoplástico contendo pelo menos um polímero de poliuretano termoplástico ; de cerca de 5 a cerca de 40 % em peso de um primeiro componente retardante de chama orgânico não halogenado incluindo um composto de fosfinato; de cerca de 5 a cerca de 20 % em peso de um segundo componente retardante de chama orgânico não halogenado incluindo um retardante de chama baseado em fosfato, e de cerca de 0,1 a cerca de 15 % em peso de um terceiro componente retardante de chama orgânico não halogenado selecionado entre pentaeritritol e dipentaeritritol, baseado no peso total da composição de poliuretano termoplástico. A composição pode incluir adicionalmente de cerca de 0 a cerca de 10 % em peso de pentaborato de amônio ou borato de zinco.In another aspect, a cable or wire construction is produced by extruding an insulating layer of a nonconductive polymeric material onto at least one metal conductor; and extruding a flame retardant cover to cover the insulated metal conductor. The cover is a thermoplastic polyurethane composition containing at least one thermoplastic polyurethane polymer; from about 5 to about 40% by weight of a first non-halogenated organic flame retardant component including a phosphinate compound; from about 5 to about 20% by weight of a second non-halogenated organic flame retardant component including a phosphate-based flame retardant, and from about 0.1 to about 15% by weight of a third non-halogenated organic flame retardant component. non-halogenated organic flame selected from pentaerythritol and dipentaerythritol based on the total weight of the thermoplastic polyurethane composition. The composition may additionally include from about 0 to about 10% by weight of ammonium pentaborate or zinc borate.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

As composições de poliuretano termoplástico (TPU) da presente invenção incluem pelo menos um polímero TPU junto com aditivos retardantes de chama.The thermoplastic polyurethane (TPU) compositions of the present invention include at least one TPU polymer together with flame retardant additives.

O tipo de polímero TPU usado nesta invenção pode ser qualquer polímero TPU convencional que é conhecido na técnica e na literatura desde que o polímero TPU seja capaz de conferir as propriedades mecânicas e físicas desejadas à composição final retardante de chama.The type of TPU polymer used in this invention may be any conventional TPU polymer that is known in the art and literature as long as the TPU polymer is capable of imparting the desired mechanical and physical properties to the flame retardant final composition.

Modos de realização da invenção incluem adicionar certos componentes retardantes de chama ao polímero TPU para obter as desejadas propriedades retardantes de chama da composição de TPU. São de particular interesse componentes orgânicos retardantes de chama incluindo um composto de fosfmato baseado em um sal orgânico de ácido fosfínico. Fosfmatos orgânicos são uma adição recente à esfera de retardantes de chama usados na engenharia de termoplásticos. Um fosfinato preferido pe comercializado como o composto proprietário Exolit® OP 1311, disponível na Clariant GmbH, Alemanha. Um fosfinato orgânico é usado em conjunto com outros retardantes de chama em um modo de realização de exemplo da embalagem de retardante de chama. O composto de fosfinato pode estar presente em um modo de realização de exemplo da composição de TPU retardante de chama em um montante de cerca de 5 a cerca de 40 % em peso, mais preferivelmente de cerca de 15 a cerca de 25 % em peso, com base no peso total da composição de TPU.Embodiments of the invention include adding certain flame retardant components to the TPU polymer to obtain the desired flame retardant properties of the TPU composition. Of particular interest are flame retardant organic components including a phosphate compound based on an organic salt of phosphinic acid. Organic phosphates are a recent addition to the sphere of flame retardants used in thermoplastic engineering. A preferred phosphinate is marketed as the proprietary Exolit® OP 1311 compound available from Clariant GmbH, Germany. An organic phosphinate is used in conjunction with other flame retardants in an exemplary embodiment of the flame retardant package. The phosphinate compound may be present in an exemplary embodiment of the flame retardant TPU composition in an amount of from about 5 to about 40 wt%, more preferably from about 15 to about 25 wt%, based on the total weight of the TPU composition.

Outros componentes orgânicos retardantes de chama incluem fosfatos orgânicos como triaril fosfatos, e preferivelmente um trifenil fosfato, e mais preferivelmente um retardante de chama proprietário baseado em fósforo, a saber NcendX® P-30 da Albermarle Corporation. O fosfato orgânico pode estar presente em um modo de realização de exemplo e um montante de cerca de 5 a cerca de 20 % em peso, mais preferivelmente de cerca de 5 a cerca de 10 % em peso, com base no peso total da composição de TPU.Other flame retardant organic components include organic phosphates such as triaryl phosphates, and preferably a triphenyl phosphate, and more preferably a proprietary phosphorus based flame retardant, namely NcendX® P-30 from Albermarle Corporation. Organic phosphate may be present in an exemplary embodiment and an amount of from about 5 to about 20% by weight, more preferably from about 5 to about 10% by weight, based on the total weight of the composition. TPU.

Outros componentes orgânicos retardantes de chama incluem alcoóis poliídricos como pentaeritritol e dipentaeritritol. O álcool poliídrico pode estar presente em um modo de realização de exemplo e um montante de cerca de 0,1 a cerca de 15 % em peso, mais preferivelmente de cerca de 2,5 a cerca de 10 % em peso, com base no peso total da composição de TPU. A composição pode incluir adicionalmente de cerca de 0 a cerca de 10 % em peso de pentaborato de amônio ou borato de zinco.Other flame retardant organic components include polyhydric alcohols such as pentaerythritol and dipentaerythritol. The polyhydric alcohol may be present in an exemplary embodiment and an amount of from about 0.1 to about 15% by weight, more preferably from about 2.5 to about 10% by weight, based on weight. total TPU composition. The composition may additionally include from about 0 to about 10% by weight of ammonium pentaborate or zinc borate.

Além disso, vários componentes retardantes de chama inorgânicos convencionais podem ser empregados na composição retardante de chama de TPU. Retardantes de chama inorgânicos adequados incluem quaisquer daqueles especializados na técnica, como fosfato de amônio, polifosfato de amônio, carbonato de cálcio, óxido de antimônio, e argila, incluindo argila montmorillonita que é freqüentemente referida como nano-argila. Os retardantes de chama inorgânicos podem ser usados em um nível de 0 a cerca de 5% em peso da composição de TPU. Preferivelmente, os retardantes de chama inorgânicos não estão presentes e a composição inclui somente TPU e os componentes orgânicos retardantes de chama.In addition, various conventional inorganic flame retardant components may be employed in the TPU flame retardant composition. Suitable inorganic flame retardants include any of those skilled in the art, such as ammonium phosphate, ammonium polyphosphate, calcium carbonate, antimony oxide, and clay, including montmorillonite clay which is often referred to as nano-clay. Inorganic flame retardants may be used at a level of 0 to about 5% by weight of the TPU composition. Preferably, inorganic flame retardants are not present and the composition includes only TPU and the flame retardant organic components.

Assim, em um modo de realização de exemplo, uma composição de poliuretano termoplástico retardante de chama inclui pelo menos um polímero de poliuretano termoplástico e uma embalagem de retardante de chama incluindo um composto orgânico fosfinato, um composto orgânico fosfato, e um álcool poliídrico. Em outros modos de realização de exemplo, cargas retardantes de chama inorgânicas podem ser incorporadas na embalagem de retardante de chama.Thus, in an exemplary embodiment, a flame retardant thermoplastic polyurethane composition includes at least one thermoplastic polyurethane polymer and a flame retardant package including an organic phosphinate compound, an organic phosphate compound, and a polyhydric alcohol. In other exemplary embodiments, inorganic flame retardant fillers may be incorporated into the flame retardant package.

Para algumas aplicações, aditivos auxiliares, que não são retardantes de chama em si, podem ser usados nas composições de TPU desta invenção. Aditivos como colorantes, antioxidantes, antiozonantes, estabilizadores de luz, cargas inertes, e similares podem ser usados em montantes de 0 to 5 % em peso da composição de TPU. Preferivelmente, aditivos auxiliares não estão presentes na composição de TPU.For some applications, auxiliary additives, which are not flame retardant per se, may be used in the TPU compositions of this invention. Additives such as colorants, antioxidants, antiozonants, light stabilizers, inert fillers, and the like may be used in amounts of 0 to 5% by weight of the TPU composition. Preferably, auxiliary additives are not present in the TPU composition.

Em um modo de realização, o polímero de TPU pode ser preparado reagindo um poliisocianato com um intermediário como poliéster terminado em hidroxila, poliéter terminado em hidroxila, policarbonato terminado em hidroxila, ou suas misturas; com um ou mais glicóis extensores de cadeia, todos bem conhecidos dos especialistas da técnica. Patente U.S. 6 777 466 concedida a Eckstein et al. provê divulgação detalhada de processos par fornecer certos polímeros TPU que podem ser utilizados nos modos de realização da presente invenção e é aqui incorporada em sua totalidade.In one embodiment, the TPU polymer may be prepared by reacting a polyisocyanate with an intermediate such as hydroxyl terminated polyester, hydroxyl terminated polyether, hydroxyl terminated polycarbonate, or mixtures thereof; with one or more chain extending glycols, all well known to those skilled in the art. U.S. Patent 6,777,466 issued to Eckstein et al. provides detailed disclosure of processes for providing certain TPU polymers which may be used in the embodiments of the present invention and is incorporated herein in its entirety.

O polímero tipo TPU usado nesta invenção pode ser qualquer polímero TPU convencional que é conhecido na técnica e na literatura, desde que o polímero TPU tenha peso molecular adequado. O polímero TPU é geralmente preparado reagindo um poliisocianato com um intermediário como poliéster terminado em hidroxila, poliéter terminado em hidroxila, policarbonato terminado em hidroxila, ou suas misturas; com um ou mais extensores de cadeia, todos bem conhecidos dos especialistas da técnica.The TPU-type polymer used in this invention may be any conventional TPU polymer that is known in the art and literature, provided that the TPU polymer has a suitable molecular weight. TPU polymer is generally prepared by reacting a polyisocyanate with an intermediate such as hydroxyl terminated polyester, hydroxyl terminated polyether, hydroxyl terminated polycarbonate, or mixtures thereof; with one or more chain extenders, all well known to those skilled in the art.

O intermediário poliéster terminado em hidroxila é geralmente um poliéster linear tendo um peso molecular médio numérico (Mn) de cerca de 500 a cerca de 10 000, desejavelmente de cerca de 700 a cerca de 5 000, e preferivelmente de cerca de 700 a cerca de 4 000, um número de ácido geralmente inferior a 1,3 e preferivelmente inferior a 0,8. O peso molecular é determinado por teste dos grupos funcionais terminais e é relacionado ao peso molecular médio numérico. Os polímeros são produzidos por (1) uma reação de esterificação de um ou mais glicóis com um ou mais ácidos ou anidridos dicarboxílicos ou (2) por reação de transesterificação, i.e., a reação de um ou mais glicóis com ésteres de ácidos dicarboxílicos. Razões molares geralmente de mais de um mol de glicol para ácido são preferidas de modo a obter cadeias lineares tendo uma preponderância de grupos hidroxila terminais. Intermediários de poliéster adequados também incluem várias lactonas como policaprolactona tipicamente feitas de ε-caprolactona e um iniciador bifuncional como dietileno glicol. Os ácidos dicarboxílicos do poliéster desejado podem ser alifáticos, cicloalifáticos, aromáticos ou suas combinações. Ácidos dicarboxílicos adequados que podem ser usados sozinhos ou em misturas geralmente possuem um total de 4 a 15 átomos de carbono e incluem: succínico, glutárico, adípico, pimélico, subérico, azeláico, sebácico, dodecanodióico, isofitálico, tereftálico, cicloexano dicarboxílico, e similares. Anidridos dos ácidos dicarboxílicos acima como anidrido itálico, anidrido tetraidrofitálico ou similares, podem também, ser usados. Acido adípico é o ácido preferido. Os glicóis que são reagidos para formar um intermediário poliéster desejável podem ser alifáticos, aromáticos ou suas combinações, e possuem um total de 2 a 12 átomos de carbono, e incluem etileno glicol, 1,2-propanodiol, 1,3-propanodiol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol, 1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol, 2,2-dimetil-l,3-propanodiol, 1,4-ciclohexanodimetanol, decametileno glicol, dodecametileno glicol, e similares; 1,4-butanodiol é o glicol preferido.The hydroxyl terminated polyester intermediate is generally a linear polyester having a number average molecular weight (Mn) of from about 500 to about 10,000, desirably from about 700 to about 5,000, and preferably from about 700 to about 4000, an acid number generally less than 1.3 and preferably less than 0.8. Molecular weight is determined by terminal functional group testing and is related to numerical average molecular weight. Polymers are produced by (1) an esterification reaction of one or more glycols with one or more dicarboxylic acids or anhydrides or (2) by transesterification reaction, i.e., the reaction of one or more glycols with dicarboxylic acid esters. Molar ratios generally of more than one mol of glycol to acid are preferred in order to obtain straight chains having a preponderance of terminal hydroxyl groups. Suitable polyester intermediates also include various lactones such as polycaprolactone typically made of ε-caprolactone and a bifunctional initiator such as diethylene glycol. Dicarboxylic acids of the desired polyester may be aliphatic, cycloaliphatic, aromatic or combinations thereof. Suitable dicarboxylic acids which may be used alone or in mixtures generally have a total of 4 to 15 carbon atoms and include: succinic, glutaric, adipic, pimelic, suberic, azelaic, sebacic, dodecanedioic, isophythalic, terephthalic, cyclohexane, dicarboxylic and similar . Anhydrides of the above dicarboxylic acids such as italic anhydride, tetrahydrophythalic anhydride or the like may also be used. Adipic acid is the preferred acid. Glycols which are reacted to form a desirable polyester intermediate may be aliphatic, aromatic or combinations thereof, and have a total of 2 to 12 carbon atoms, and include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1 , 3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, decamethylene glycol, dodecamethylene glycol, and the like; 1,4-Butanediol is the preferred glycol.

Intermediários poliéter terminados em hidroxila são poliéter polióis derivados de um diol ou poliol tendo um total de 2 a átomos de carbono, preferivelmente um alquil diol ou glicol que é reagido com um éter contendo um óxido de alquileno tendo 2 a 6 átomos de carbono, tipicamente óxido de etileno ou óxido de propileno ou suas misturas. Por exemplo, poliéter hidróxi-funcional pode ser produzido reagindo primeiramente propileno glicol com óxido de propileno seguido por subseqüente reação com óxido de etileno. Grupos hidroxila primários resultantes de óxido de etileno são mais reativos que grupos hidroxila secundários e, assim, preferidos. Poliéter polióis comerciais úteis incluem poli(etileno glicol) composto de óxido de etileno reagido com etileno glicol, poli(propileno glicol) composto de óxido de propileno reagido com propileno glicol, poli(tetrametil glicol) composto de água reagida com tetraidrofurano (PTMG). Politetrametileno éter glicol (PTMEG) é o intermediário poliéter preferido. Poliéter polióis incluem adicionalmente adutos de poliamida de um óxido de alquileno e podem incluir, por exemplo, aduto de etilenodiamina composto do produto de reação de etilenodiamina com óxido de propileno, aduto de dietilenotriamina composto do produto de reação de dietilenotriamina com óxido de propileno, e poliéter polióis do tipo poliamida similares. Copoliéteres podem também ser utilizados na corrente invenção. Copoliéteres típicos incluem o produto de reação de THF com óxido de etileno ou THF com óxido de propileno. Estes são disponíveis da BASF como Poly THF B, um copolímero em bloco, e Poly THF R, um copolímero aleatório. Os vários intermediários poliéter geralmente possuem um peso molecular médio numérico (Mn), determinado por ensaio dos grupos funcionais terminais que é um peso molecular médio de cerca de 500 a cerca de 10 000, desejavelmente de cerca de 500 a cerca de 5 000, e preferivelmente de cerca de 700 a cerca de 3 000.Hydroxyl-terminated polyether intermediates are polyether polyols derived from a diol or polyol having a total of 2 to carbon atoms, preferably an alkyl diol or glycol which is reacted with an alkylene oxide-containing ether having 2 to 6 carbon atoms, typically ethylene oxide or propylene oxide or mixtures thereof. For example, hydroxy-functional polyether may be produced by first reacting propylene glycol with propylene oxide followed by subsequent reaction with ethylene oxide. Primary hydroxyl groups resulting from ethylene oxide are more reactive than secondary hydroxyl groups and thus preferred. Useful commercial polyester polyols include poly (ethylene glycol) ethylene glycol reacted ethylene oxide compound, poly (propylene glycol) propylene glycol reacted propylene oxide compound, poly (tetramethyl glycol) tetrahydrofuran (PTMG) reacted water compound. Polytetramethylene ether glycol (PTMEG) is the preferred polyether intermediate. Polyether polyols further include polyamide adducts of an alkylene oxide and may include, for example, ethylenediamine adduct of the propylene oxide ethylene reaction product, diethylenetriamine adduct of the propylene oxide diethylenetriamine reaction product, and polyether similar polyamide type polyols. Copolyethers may also be used in the present invention. Typical copolyethers include the reaction product of THF with ethylene oxide or THF with propylene oxide. These are available from BASF as Poly THF B, a block copolymer, and Poly THF R, a random copolymer. The various polyether intermediates generally have a number average molecular weight (Mn), determined by terminal functional group assay which is an average molecular weight of from about 500 to about 10,000, desirably from about 500 to about 5,000, and preferably from about 700 to about 3000.

A resina de poliuretano baseada em policarbonato desta invenção é preparada reagindo um diisocianato com uma combinação de um policarbonato terminado em hidroxila e um extensor de cadeia. O policarbonato terminado em hidroxila pode ser preparado reagindo um glicol com um carbonato.The polycarbonate based polyurethane resin of this invention is prepared by reacting a diisocyanate with a combination of a hydroxyl terminated polycarbonate and a chain extender. Hydroxyl terminated polycarbonate may be prepared by reacting a glycol with a carbonate.

Patente U.S. 4 131 731 divulga policarbonatos terminados em hidroxila e sua preparação. Tais policarbonatos são lineares e possuem grupos hidroxila terminais com exclusão essencial de outros grupos terminais. Os reagentes essenciais são glicóis e carbonatos. Glicóis adequados são selecionados entre dióis alifáticos e cicloalifáticos contendo 4 a 40, e preferivelmente 4 a 12 átomos de carbono, e polioxialquileno glicóis contendo 2 a 20 grupos alcóxi por molécula com cada grupo alcóxi contendo 2 a 4 átomos de carbono. Dióis adequados para uso na presente invenção incluem dióis alifáticos contendo 4 a 12 átomos de carbono como butanodiol-1,4, pentanodiol-1,4, neopentil glicol, hexanodiol-1,6, 2,2,4-trimetilexanodiol-1,6, decanodiol-1,10, dilinoleilglicol hidrogenado, dioleilglicol hidrogenado; e dióis cicloalifáticos como cicloexanodiol-1,3, dimetilolcicloexano-1,4, cicloexanodiol-1,4, dimetilolcicloexano-1,3, l,4-endometileno-2-hidróxi-5-hidroximetil cicloexano, e polialquileno glicóis. Os dióis usados na reação pode, ser um diol simples ou uma mistura de dióis dependendo das propriedades desejadas no produto acabado.U.S. Patent 4,131,731 discloses hydroxyl-terminated polycarbonates and their preparation. Such polycarbonates are linear and have terminal hydroxyl groups with essential exclusion from other terminal groups. The essential reagents are glycols and carbonates. Suitable glycols are selected from aliphatic and cycloaliphatic diols containing 4 to 40, and preferably 4 to 12 carbon atoms, and polyoxyalkylene glycols containing 2 to 20 alkoxy groups per molecule with each alkoxy group containing 2 to 4 carbon atoms. Suitable diols for use in the present invention include aliphatic diols containing 4 to 12 carbon atoms such as butanediol-1,4, pentanediol-1,4, neopentyl glycol, hexanediol-1,6,2,2,4-trimethylexanediol-1,6 decanediol-1,10, hydrogenated dilinoleyl glycol, hydrogenated dioleyl glycol; and cycloaliphatic diols such as cyclohexanediol-1,3, dimethylolcyclohexane-1,4, cyclohexanediol-1,4, dimethylolcycloexane-1,3,4,4-endomethylene-2-hydroxy-5-hydroxymethyl cyclohexane, and polyalkylene glycols. The diols used in the reaction may be a single diol or a mixture of diols depending on the desired properties of the finished product.

Intermediários policarbonato que são terminados em hidroxila são geralmente aqueles conhecidos na técnica e na literatura. Carbonatos adequados são selecionados entre carbonatos de alquileno compostos de um anel de 5 a 7 membros tendo a seguinte fórmula geral:Polycarbonate intermediates that are hydroxyl terminated are generally those known in the art and literature. Suitable carbonates are selected from alkylene carbonates composed of a 5- to 7-membered ring having the following general formula:

<formula>formula see original document page 12</formula><formula> formula see original document page 12 </formula>

onde R é um radical divalente saturado contendo 2 a 6 átomos de carbono lineares. Carbonatos adequados para uso neste contexto incluem carbonato de etileno, carbonato de trimetileno, carbonato de tetrametileno, carbonato de 1,2-propileno, carbonato de 1,2-butileno, carbonato de 2,3-butileno, carbonato de 1,2-etileno, carbonato de 1,3-pentileno, carbonato de 1,4-pentileno, carbonato de 2,3- pentileno, e carbonato de 2,4-pentileno.where R is a saturated divalent radical containing 2 to 6 linear carbon atoms. Suitable carbonates for use herein include ethylene carbonate, trimethylene carbonate, tetramethylene carbonate, 1,2-propylene carbonate, 1,2-butylene carbonate, 2,3-butylene carbonate, 1,2-ethylene carbonate 1,3-pentylene carbonate, 1,4-pentylene carbonate, 2,3-pentylene carbonate, and 2,4-pentylene carbonate.

Além disso, são aqui adequados dialquilcarbonatos, carbonatos cicloalifáticos, e diarilcarbonatos. Os dialquilcarbonatos podem conter 2 a 5 átomos de carbono em cada grupo alquila e exemplos específicos dos mesmos são dietilcarbonato e dipropilcarbonato. Carbonatos cicloalifáticos, especialmente carbonatos dicicloalifáticos, podem conter 4 a 7 átomos de carbono em cada estrutura cíclica, e pode haver uma ou duas dessas estruturas. Quando um grupo é cicloalifático, o outro pode ser alquila ou arila. Por outro lado, se um grupo é arila, o outro pode ser alquila ou cicloalifático. Exemplos preferidos de diarilcarbonatos, que pode, conter 6 a 20 átomos de carbono em cada grupo arila, são difenilcarbonato, ditolilcarbonato, e dinaflilcarbonato.In addition, dialkylcarbonates, cycloaliphatic carbonates, and diarylcarbonates are suitable herein. Dialkylcarbonates may contain 2 to 5 carbon atoms in each alkyl group and specific examples thereof are diethylcarbonate and dipropylcarbonate. Cycloaliphatic carbonates, especially dicycloaliphatic carbonates, may contain 4 to 7 carbon atoms in each cyclic structure, and there may be one or two of these structures. When one group is cycloaliphatic, the other may be alkyl or aryl. On the other hand, if one group is aryl, the other may be alkyl or cycloaliphatic. Preferred examples of diarylcarbonates, which may contain 6 to 20 carbon atoms in each aryl group, are diphenylcarbonate, ditholylcarbonate, and dinaflylcarbonate.

A reação é realizada reagindo um glicol com um carbonato, preferivelmente um carbonato de alquileno na faixa molar de 10: 1 a 1 : 10, mas preferivelmente 3 : 1 a 1 :3 em uma temperatura de 100°C a 300°C e em uma pressão na faixa de 0,1 a 300 mm de mercúrio na presença ou ausência de um catalisador de interesterificação, com remoção de glicóis de baixo ponto de ebulição por destilação.The reaction is carried out by reacting a glycol with a carbonate, preferably an alkylene carbonate in the 10: 1 to 1: 10 molar range, but preferably 3: 1 to 1: 3 at a temperature of 100 ° C to 300 ° C and at a pressure in the range 0.1 to 300 mm of mercury in the presence or absence of an interesterification catalyst, with distillation of low boiling glycols.

Mais especificamente, os policarbonatos terminados em hidroxila são preparados em dois estágios. No primeiro estágio, um glicol é reagido com um carbonato de alquileno para formar um policarbonato terminado em hidroxila com baixo peso molecular. O glicol de baixo ponto de ebulição é removido por destilação a uma temperatura de 100°C a 300°C, preferivelmente de 150°C a 250°C, sob uma pressão reduzida de 10 a 30 mm Hg, preferivelmente 50 a 200 mm Hg. Uma coluna de fracionamento é usada para separar o subproduto glicol da mistura de reação. O subproduto glicol é retirado do topo da coluna e os reagentes carbonato de alquileno e glicol não reagidos são retornados para o vaso de reação como refluxo. Uma corrente de gás inerte ou solvente inerte pode ser usada para facilitar a remoção do subproduto glicol à medida em que este é formado. Quando o montante de subproduto glicol obtido indica que o grau de polimerização do policarbonato terminado em hidroxila está na faixa de 2 a 10, a pressão é gradualmente reduzida para 0,1 a 10 mm Hg e o glicol e carbonato de alquileno não reagidos são removidos. Isto marca o início do segundo estágio de reação durante o que o policarbonato terminado em hidroxila de baixo peso molecular é condensado por retirada de glicol por destilação à medida que este é formado a uma temperatura de 100°C a 300°C, preferivelmente 150°C a 250°C e a uma pressão de 0,1 a 10 mm Hg até obtenção do desejado peso molecular para o policarbonato terminado em hidroxila. Peso molecular (Mn) dos policarbonatos terminados em hidroxila pode variar de cerca de 500 a cerca de 10 000, mas em um modo de realização preferido, ficará na faixa de 500 a 2500.More specifically, hydroxyl terminated polycarbonates are prepared in two stages. In the first stage, a glycol is reacted with an alkylene carbonate to form a low molecular weight hydroxyl terminated polycarbonate. The low boiling glycol is distilled off at a temperature of 100 ° C to 300 ° C, preferably 150 ° C to 250 ° C, under a reduced pressure of 10 to 30 mm Hg, preferably 50 to 200 mm Hg. . A fractionation column is used to separate the glycol byproduct from the reaction mixture. The glycol by-product is removed from the top of the column and unreacted alkylene carbonate and glycol reagents are returned to the reaction vessel as reflux. An inert gas stream or inert solvent may be used to facilitate removal of the glycol byproduct as it is formed. When the amount of glycol by-product obtained indicates that the degree of polymerization of the hydroxyl terminated polycarbonate is in the range of 2 to 10, the pressure is gradually reduced to 0.1 to 10 mm Hg and the unreacted glycol and alkylene carbonate are removed. . This marks the beginning of the second reaction stage during which the low molecular weight hydroxyl terminated polycarbonate is condensed by distilling off glycol as it is formed at a temperature of from 100 ° C to 300 ° C, preferably 150 ° C. C at 250 ° C and at a pressure of 0.1 to 10 mm Hg until the desired molecular weight for hydroxyl terminated polycarbonate is obtained. Molecular weight (Mn) of hydroxyl terminated polycarbonates may range from about 500 to about 10,000, but in a preferred embodiment it will be in the range of 500 to 2500.

Glicóis extensores adequados (i.e., extensores de cadeia) são glicóis de cadeia curta ou alifáticos inferiores tendo de cerca de 2 a cerca de 10 átomos de carbono e incluem, por exemplo, etileno glicol, dietileno glicol, propileno glicol, dipropileno glicol, 1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol, 1,3-butanodiol, 1,5-pentanodiol, 1,4-ciclohexanodimetanol hidroquinona di(hidroxietil) éter, neopentilglicol, e similares, com 1,4-butanodiol sendo preferido.Suitable extender glycols (ie, chain extenders) are lower aliphatic or lower glycols having from about 2 to about 10 carbon atoms and include, for example, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1, 4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,3-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol hydroquinone di (hydroxyethyl) ether, neopentylglycol, and the like, with 1,4-butanediol being preferred.

O polímero TPU desejado usado na composição de TPU desta invenção é geralmente preparado a partir dos intermediários acima indicados como poliésteres, poliéter ou policarbonato terminados em hidroxila, preferivelmente poliéter, que são adicionalmente reagidos com um poliisocianato, preferivelmente um diisocianato, junto com glicol extensor desejavelmente em um assim chamado processo de uma etapa ou co-reação simultânea de intermediário poliéster, policarbonato ou poliéter, diisocianato, e extensor glicol para produzir um polímero TPU linear de alto peso molecular. A preparação do macroglicol é geralmente bem conhecido na técnica e na literatura e qualquer método adequado pode ser usado. O peso molecular médio em peso (Mw) do polímero TPU é, geralmente de cerca de 80 000 a 800 000, e preferivelmente de cerca de 90 000 a cerca de 450 000 Daltons. O montante em peso equivalente de diisocianato para o montante equivalente em peso total de componentes contendo hidroxila, isto é o poliéster, poliéter ou policarbonato terminado em hidroxila e extensor de cadeia glicol, é de cerca de 0,95 a cerca de 1,10, desejavelmente de cerca de 0,96 a cerca de 1,02, e preferivelmente de cerca de 0,97 a cerca de 1,005. Diisocianatos adequados incluem diisocianatos aromáticos como : 4,4'-metilenobis-(fenil isocianato) (MDI); diisocianato de m-xilileno (XDI), fenileno-l,4-diisocianato, naftaleno-1,5- diisocianato, difenilmetano-3,3'-dimetóxi-4,4'-diisocianato e diisocianato de tolueno (TDI); bem como diisocianatos alifáticos como diisocianato de isoforona (IPDI), diisocianato de 1,4- cicloexila (CHDI), decano-1,10-diisocianato, e dicicloexilmetano- 4,4'-diisocianato. O diisocianato mais preferido é 4,4'-metilenobis(fenil isocianato), i.e., MDI.The desired TPU polymer used in the TPU composition of this invention is generally prepared from the above intermediates as hydroxyl terminated polyesters, polyether or polycarbonate, preferably polyether, which are further reacted with a polyisocyanate, preferably a diisocyanate, along with desirably extender glycol. in a so-called one-step process or simultaneous co-reaction of polyester, polycarbonate or polyether intermediate, diisocyanate, and glycol extender to produce a high molecular weight linear TPU polymer. The preparation of macroglycol is generally well known in the art and literature and any suitable method may be used. The weight average molecular weight (Mw) of the TPU polymer is generally about 80,000 to 800,000, and preferably about 90,000 to about 450,000 Daltons. The equivalent weight amount of diisocyanate to the total weight equivalent amount of hydroxyl containing components, i.e. hydroxyl terminated polyester, polyether or polycarbonate and glycol chain extender, is about 0.95 to about 1.10, desirably from about 0.96 to about 1.02, and preferably from about 0.97 to about 1.005. Suitable diisocyanates include aromatic diisocyanates such as: 4,4'-methylenobis- (phenyl isocyanate) (MDI); m-xylylene diisocyanate (XDI), phenylene-1,4-diisocyanate, naphthalene-1,5-diisocyanate, diphenylmethane-3,3'-dimethoxy-4,4'-diisocyanate and toluene diisocyanate (TDI); as well as aliphatic diisocyanates such as isophorone diisocyanate (IPDI), 1,4-cyclohexyl diisocyanate (CHDI), decane-1,10-diisocyanate, and dicyclohexyl methane-4,4'-diisocyanate. The most preferred diisocyanate is 4,4'-methylenobis (phenyl isocyanate), i.e., MDI.

O polímero TPU desejado utilizado na composição de TPU é geralmente preparado a partir dos intermediários acima notados em um assim chamado processo de uma etapa ou co-reação simultânea de intermediário poliéster, policarbonato ou poliéter; poliisocianato; e extensor de cadeia para produzir um polímero TPU linear de alto peso molecular.The desired TPU polymer used in the TPU composition is generally prepared from the above noted intermediates in a so-called one-step process or simultaneous co-reaction of polyester, polycarbonate or polyether intermediate; polyisocyanate; and chain extender to produce a high molecular weight linear TPU polymer.

No processo de polimerização de uma etapa que geralmente ocorre ín situ, uma reação simultânea ocorre entre três componentes, isto é, o um ou mais intermediários, o um ou mais poliisocianatos, e o um ou mais extensores de cadeia, com a reação sendo geralmente iniciada em uma temperatura de cerca de IOO0C a cerca de 120°C. Visto que a reação é exotérmica, a temperatura de reação geralmente aumenta a cerca de 220°C-250°C. Em um modo de realização de exemplo, o polímero TPU pode ser peletizado após a reação. Os componentes retardantes de chama podem ser incorporados com as pelotas de polímero TPU para formar uma composição retardante de chama em um processo subseqüente. O polímero TPU e componentes orgânicos retardantes de chama podem ser misturados e fundidos juntos por quaisquer meios conhecidos dos especialistas da técnica. Se um polímero TPU peletizado foi usado, o polímero pode ser fundido em uma temperatura de cerca de 150°C a 215°C, preferivelmente de cerca de 160-190°C, e mais preferivelmente de cerca de 170-180°C. A temperatura particular utilizada dependerá do polímero TPU particular usado, como é bem entendido pelos especialistas na técnica. O polímero TPU e os componentes retardantes de chama são combinados para formar uma mistura física íntima. A combinação pode ocorrer em qualquer dispositivo de mistura comumente usado capaz de prover mistura com cisalhamento, mas uma extrusora de rosca dupla tendo zonas térmica múltiplas com portas de alimentação múltiplas é preferivelmente usada para o processo de combinação e fusão (processamento).In the one-step polymerization process that usually occurs in situ, a simultaneous reaction occurs between three components, that is, one or more intermediates, one or more polyisocyanates, and one or more chain extenders, with the reaction being generally started at a temperature of about 100 ° C to about 120 ° C. Since the reaction is exothermic, the reaction temperature generally increases to about 220 ° C-250 ° C. In an exemplary embodiment, the TPU polymer may be pelletized after the reaction. Flame retardant components may be incorporated with TPU polymer pellets to form a flame retardant composition in a subsequent process. The TPU polymer and flame retardant organic components may be mixed and fused together by any means known to those skilled in the art. If a pelleted TPU polymer has been used, the polymer may be melted at a temperature of about 150 ° C to 215 ° C, preferably about 160-190 ° C, and more preferably about 170-180 ° C. The particular temperature used will depend on the particular TPU polymer used, as is well understood by those skilled in the art. The TPU polymer and flame retardant components are combined to form an intimate physical mixture. Combination may occur in any commonly used mixing device capable of providing shear mixing, but a twin screw extruder having multiple thermal zones with multiple feed ports is preferably used for the combining and melting (processing) process.

O polímero TPU e componentes retardantes de chama podem ser pré-combinados antes da adição à extrusora de processamento ou podem ser adicionados ou acrescentados com medição na extrusora de processamento em diferentes correntes e em diferentes zonas da extrusora.TPU polymer and flame retardant components may be pre-combined prior to addition to the processing extruder or may be added or added by measuring the processing extruder at different streams and zones of the extruder.

Em um modo de realização alternativo, o polímero TPU não é peletizado antes da adição dos componentes retardantes de chama. Ao invés disso, o processo para formação de uma composição de poliuretano termoplástico retardante de chama é um processo contínuo in situ. Os ingredientes para formação do polímero de poliuretano são adicionados a um vaso de reação, como uma extrusora de rosca dupla como indicado acima. Após formação do polímero de poliuretano termoplástico, os componentes retardantes de chama podem ser adicionados ou acrescentados com medição na extrusora em diferentes correntes e/ou diferentes zonas da extrusora para formar uma composição de poliuretano termoplástico. Os componentes retardantes de chama são adicionados em uma quantidade suficiente para conferir pelo menos uma característica predeterminada de retardamento de chama à composição, como indicado em maiores detalhes abaixo.In an alternative embodiment, the TPU polymer is not pelleted prior to the addition of flame retardant components. Instead, the process for forming a flame retardant thermoplastic polyurethane composition is a continuous process in situ. Polyurethane polymer forming ingredients are added to a reaction vessel, such as a twin screw extruder as indicated above. After formation of the thermoplastic polyurethane polymer, flame retardant components may be added or metered to the extruder at different streams and / or different zones of the extruder to form a thermoplastic polyurethane composition. The flame retardant components are added in an amount sufficient to impart at least one predetermined flame retardant characteristic to the composition as indicated in more detail below.

A composição de TPU resultante pode sair da matriz da extrusora em um estado fundido e ser peletizada e armazenada para posterior uso na fabricação de artigos acabados. Os artigos acabados podem compreender peças moldadas por injeção, especialmente utilizando composições de TPU baseadas em poliuretano poliéster. Outros artigos acabados podem incluir perfis extrusados. A composição de TPU pode ser utilizada como uma cobertura de cabo como indicado em maiores detalhes abaixo.The resulting TPU composition may exit the extruder die in a molten state and be pelleted and stored for later use in the manufacture of finished articles. The finished articles may comprise injection molded parts, especially using polyester polyurethane based TPU compositions. Other finished articles may include extruded profiles. The TPU composition may be used as a cable sheath as indicated in more detail below.

Poliuretanos termoplásticos são geralmente valorizados em aplicações finais devido a sua resistência a abrasão e desgaste, tenacidade, durabilidade e flexibilidade em baixa temperatura, facilidade de processamento, e outros atributos. Caso aditivos, como retardantes de chama, estejam presentes em uma composição de TPU, pode ocorrer alguma redução nas propriedades desejados do material. A embalagem retardante de chama deveria assim proporcionar o desejado retardo de chama sem sacrificar outras propriedades do material.Thermoplastic polyurethanes are generally valued in end applications because of their abrasion and wear resistance, toughness, durability and flexibility at low temperature, ease of processing, and other attributes. If additives such as flame retardants are present in a TPU composition, some reduction in the desired properties of the material may occur. The flame retardant package should thus provide the desired flame retardation without sacrificing other material properties.

Uma propriedade a considerar é a desejada resistência a tração na ruptura da composição de TPU medida de acordo com ASTM D412. Em um modo de realização, a resistência a tração na ruptura é de pelo menos 1500 psi (10,34 MPa) e alongamento 150%. É também importante notar que a resistência a tração na ruptura mencionada nesta divulgação é a resistência a tração medida na composição de TPU retardante de chama depois de seu processamento em uma peça acabada.One property to consider is the desired tensile strength at break of the TPU composition measured in accordance with ASTM D412. In one embodiment, the tensile strength at break is at least 1500 psi (10.34 MPa) and elongation 150%. It is also important to note that the tensile strength at failure mentioned in this disclosure is the tensile strength measured in the flame retardant TPU composition after its processing into a finished part.

As composições de TPU divulgadas, devido a suas propriedades de retardamento de chama, resistência à abrasão e boa resistência à tração, são particularmente adequadas para uso como cobertura para condutores elétricos na fabricação de fios e cabos revestidos. Um ou mais condutores isolados podem ser revestidos com material de isolação elétrica como fibra de vidro ou outro têxtil não inflamável. O condutor ou conjunto de condutores é então revestido por um material de cobertura (i.e., uma composição de TPU) para proteção dos condutores elétricos. É necessário que este material de cobertura seja resistente a chama para o caso da ocorrência de um incêndio.The disclosed TPU compositions, due to their flame retardant properties, abrasion resistance and good tensile strength, are particularly suitable for use as a cover for electrical conductors in the manufacture of coated wire and cable. One or more insulated conductors may be coated with electrical insulation material such as fiberglass or other nonflammable textile. The conductor or conductor assembly is then coated with a cover material (i.e., a TPU composition) for protection of the electrical conductors. This cover material must be flame resistant in case of fire.

Os tipos de fios e cabos revestidos mais adequados para usar uma cobertura feita com as composições de TPU estão detalhados na norma UL-1581 que contém detalhes específicos dos condutores, da isolação, da cobertura e outras camadas de revestimento e de métodos de preparação de amostra, de seleção de espécime, de condicionamento, medição e cálculo.The types of coated wire and cable best suited for using a cover made of TPU compositions are detailed in UL-1581 which contains specific details of conductors, insulation, cover and other coating layers and sample preparation methods. , specimen selection, conditioning, measurement and calculation.

O desempenho em resistência a fogo de uma construção de cabo ou fio pode ser influenciado por muitos fatores, sendo a cobertura um fator. A inflamabilidade da isolação bem como de outros componentes internos como revestimentos de papel, enchimentos e similares podem também afetar a resistência a fogo de uma construção de cabo ou fio.Fire resistance performance of a cable or wire construction can be influenced by many factors, with coverage being a factor. Flammability of insulation as well as other internal components such as paper coatings, fillers and the like may also affect the fire resistance of a cable or wire construction.

Modos de realização exemplares de fios e cabos revestidos consistem na extrusão de uma composição de TPU sobre um conjunto de condutores isolados para formar uma cobertura em redor dos condutores isolados. A espessura da cobertura depende das condições da aplicação final desejada. Espessura típica da cobertura fica na faixa de cerca de 0,25 a 5 mm, mais tipicamente na faixa de cerca de 0,5 mm a cerca de 1,5 mm. A cobertura mais fina tem tipicamente espessura de 0,51 a 0,76 mm e portanto um LOI mínimo de 35 é desejável nesta espessura para tornar a cobertura adequada para uso em aplicações de bandejas de cabo sujeitas a fogo.Exemplary embodiments of coated wires and cables consist of extruding a TPU composition over a set of insulated conductors to form a sheath around the insulated conductors. The thickness of the coating depends on the conditions of the desired final application. Typical cover thickness is in the range of about 0.25 to 5 mm, more typically in the range of about 0.5 mm to about 1.5 mm. The thinner cover typically has a thickness of 0.51 to 0.76 mm and therefore a minimum LOI of 35 is desirable at this thickness to make the cover suitable for use in fire-rated cable tray applications.

As composições de TPU podem ser extrusadas para formar a cobertura a partir de uma composição de TPU pré-fabricada. Usualmente, a composição de TPU está na forma de pelotas para alimentação fácil na extrusora. Este método é o mais comum, pois a composição de TPU não é normalmente feita pelo fabricante de fio e cabo. Entretanto, de acordo com um modo de realização exemplar da invenção, a cobertura do fio ou cabo pode ser extrusada diretamente a partir de extrusora adequada para mistura e fusão sem passar pela etapa separada de peletização da composição de TPU retardante de chama.TPU compositions may be extruded to form the cover from a prefabricated TPU composition. Usually, the TPU composition is in the form of pellets for easy feeding into the extruder. This method is the most common because TPU composition is not usually done by the wire and cable manufacturer. However, according to an exemplary embodiment of the invention, the wire or cable cover may be extruded directly from a suitable extruder for mixing and melting without going through the separate pelletizing step of the flame retardant TPU composition.

Outra propriedade do TPU limpo que pode ser alterada pela adição de componentes retardantes de chama é a processabilidade. Assim é vantajoso empregar um retardante de chama que só afete minimamente a processabilidade, se o fizer. Nesta divulgação "processabilidade" refere-se a duas fases: a mistura e fusão inicial (e peletização) da composição de TPU e o processamento secundário, como extrusão em uma cobertura para fios e cabos. Na fase de mistura e fusão inicial, as qualidades desejadas se referem a integridade de fio, ausência de resíduos de polímero aderidos à superfície externa da matriz, uniformidade na peletização, e similares. No processamento secundário, podem ser desejadas qualidades adicionais como capacidade de extrusão de chapas, aparência estética, ausência de fragilidade, superfície lisa (sem protuberâncias ou não rugosa), etc. A superfície deve ser uniforme, isto é, não ter áreas elevadas ou de depressão superiores a 0,1 mm. O TPU extrusado não deve ter bordas rasgadas ou salientes e deve ser capaz de manter sua resistência em fusão e não formar espuma por liberação de gases. O TPU deve também ter uma janela ampla de temperatura de processamento. E desejável que a janela de temperaturas seja de pelo menos 6 0C e preferivelmente pelo menos 11 0C, isto é a temperatura de extrusão pode ser variada em 6 0C ou 11 0C e a composição de TPU retém boas qualidades de extrusão. Isto é muito importante porque em um ambiente de produção em grande escala é difícil manter uma temperatura de extrusão exatamente ajustada. Os aspectos acima indicados definem o que é designado como boa processabilidade.Another property of clean TPU that can be altered by the addition of flame retardant components is processability. Thus it is advantageous to employ a flame retardant that only minimally affects processability if it does so. In this disclosure "processability" refers to two phases: the initial mixing and melting (and pelleting) of the TPU composition and the secondary processing as extrusion into a wire and cable cover. In the initial mixing and melting phase, the desired qualities refer to yarn integrity, absence of polymer residues adhering to the outer surface of the matrix, uniformity in pelletizing, and the like. In secondary processing, additional qualities such as sheet extrusion capacity, aesthetic appearance, absence of brittleness, smooth surface (no bulges or non-roughness), etc. may be desired. The surface must be uniform, ie have no raised or depressed areas greater than 0,1 mm. The extruded TPU should not have torn or protruding edges and should be able to maintain its melt strength and not foam upon release of gases. The TPU must also have a large processing temperature window. It is desirable for the temperature window to be at least 60 ° C and preferably at least 110 ° C, ie the extrusion temperature may be varied at 60 ° C or 110 ° C and the TPU composition retains good extrusion qualities. This is very important because in a large scale production environment it is difficult to maintain an exactly adjusted extrusion temperature. The above aspects define what is referred to as good processability.

Uma característica de retardante de chama conferida à composição de TPU pode ser um índice limite de oxigênio (LOI) melhorado. Em muitas aplicações, o TPU retardante de chama deve atender a um certo padrão de LOI. O teste de LOI foi formalizado como ASTM D2863. O LOI é a porcentagem mínima de oxigênio que permite que a amostra mantenha combustão em condições especificadas em modo similar ao de uma vela, e assim pode ser considerado como uma medida da facilidade de extinção de uma amostra. Um modo de realização exemplar da presente invenção provê uma composição de TPU retardante de chama tendo um LOI de pelo menos cerca de 35. Resultados de LOI de pelo menos 35 são muito inesperados para composições de TPU, pois normalmente o LOI é de menos de 30, e mais tipicamente de cerca de 25 para composições de TPU com retardamento de chama. Muitos usuários exigem um LOI de 35 para cabos que são colocados em bandejas em edifícios e esta exigência de um de LOI de 35 tem impedido o uso de TPU nesta aplicação.A flame retardant characteristic conferred to the TPU composition may be an improved oxygen limit index (LOI). In many applications, the flame retardant TPU must meet a certain LOI standard. The LOI test was formalized as ASTM D2863. LOI is the minimum percentage of oxygen that allows the sample to maintain combustion under specified conditions similar to that of a candle, and thus can be considered as a measure of the ease of extinguishing a sample. An exemplary embodiment of the present invention provides a flame retardant TPU composition having an LOI of at least about 35. LOI results of at least 35 are very unexpected for TPU compositions, as typically the LOI is less than 30. , and more typically about 25 µm for flame retardant TPU compositions. Many users require a LOI of 35 for cables that are placed in trays in buildings and this requirement for a LOI of 35 has prevented the use of TPU in this application.

Outra característica do retardante de chama é medida pelo ensaio de queima vertical conforme norma UL 94 do Underwriters 15 Laboratories (Vertical Burn Standard - UL-94). Um modo de realização exemplar da presente invenção provê uma composição de TPU retardante de chama capaz de obter uma classificação V-O no teste UL-94 em uma espessura de cerca de 1,90 mm. Como a classificação UL deve sempre ser relatada com a espessura, um modo de realização exemplar atinge uma 20 classificação V-O em uma espessura de cerca de 1,90 mm.Another feature of the flame retardant is measured by the Underwriters 15 Laboratories vertical burn test (UL 94). An exemplary embodiment of the present invention provides a flame retardant TPU composition capable of obtaining a V-O rating in the UL-94 test at a thickness of about 1.90 mm. As the UL rating must always be reported with thickness, an exemplary embodiment achieves a V-O rating at a thickness of about 1.90 mm.

A invenção será mais bem entendida por referência aos seguintes exemplos.The invention will be better understood by reference to the following examples.

Outro ingrediente útil para as composições de TPU desta invenção é um antioxidante, como fenóis impedidos e difenilamina 25 dialquilada. Os antioxidantes, se usados, são usados em nível de 0,05 a 2,0 % em peso, preferivelmente de 0,1 a 1,0, e no máximo de preferência de 0,1 a 0,5 % em peso, com base no peso total da composição de TPU. EXEMPLOSAnother useful ingredient for the TPU compositions of this invention is an antioxidant such as hindered phenols and dialkylated diphenylamine. Antioxidants, if used, are used at a level of from 0.05 to 2.0 wt.%, Preferably from 0.1 to 1.0, and most preferably from 0.1 to 0.5 wt.%. based on the total weight of the TPU composition. EXAMPLES

Os Exemplos 1 e 2 são apresentados para mostrar os retardantes de chama não halogenados preferidos em uma formulação de TPU poliéter. Exemplos 1 e 2 usam um TPU comercialmente disponível com dureza 95 Shore A (Estane® 58212) em forma de pelota, que foi feito usando um intermediário éter PTMEG, extensor de cadeia butanodiol (BDO) e diisocianato MDI. No Exemplo 2, os três retardantes de chama não halogenados usados (fosfinato, fosfato e álcool poliídrico) foram adicionados ao TPU por mistura com cisalhamento dos ingredientes em uma extrusora. Nos Exemplos 1 e 3, o fosfato retardante de chama, que é um líquido, foi inicialmente intumescido em pelotas de TPU e os outros ingredientes foram adicionados por mistura com cisalhamento em uma extrusora.Examples 1 and 2 are presented to show preferred non-halogenated flame retardants in a polyether TPU formulation. Examples 1 and 2 use a commercially available pellet-shaped 95 Shore A hardness TPU (Estane® 58212), which was made using a PTMEG ether intermediate, butanediol chain extender (BDO) and MDI diisocyanate. In Example 2, the three non-halogenated flame retardants used (phosphinate, phosphate and polyhydric alcohol) were added to the TPU by shear mixing the ingredients in an extruder. In Examples 1 and 3, the flame retardant phosphate, which is a liquid, was initially swollen in TPU pellets and the other ingredients were added by shear mixing in an extruder.

O Exemplo 3 é apresentado para mostrar os retardantes de chama não halogenados preferidos em uma formulação de TPU poliéster. 0 TPU de poliéter é um TPU comercialmente disponível (Estane® X-4809) que tem dureza Shore D de 5OD.Example 3 is presented to show preferred non-halogenated flame retardants in a polyester TPU formulation. Polyether TPU is a commercially available TPU (Estane® X-4809) that has 5OD Shore D hardness.

A Tabela 1 abaixo mostra em % em peso as formulações usadas nos Exemplos 1-3.Table 1 below shows in% by weight the formulations used in Examples 1-3.

A Tabela 2 abaixo mostra os resultados de teste das formulações dos Exemplos 1-3.Table 2 below shows the test results of the formulations of Examples 1-3.

TABELA 1TABLE 1

<table>table see original document page 21</column></row><table><table> table see original document page 21 </column> </row> <table>

1. Estane® 58212 TPU poliéter, dureza Shore A 95 de Noveon, Inc.1. Estane® 58212 Polyether TPU, Shore A 95 hardness from Noveon, Inc.

2. Estane® X-4809 TPU poliéster, dureza Shore D 50 de Noveon, Inc.2. Estane® X-4809 TPU Polyester, Shore D 50 Hardness from Noveon, Inc.

3. Exolit® OP 1311 da Clariant GmbH3. Exolit® OP 1311 from Clariant GmbH

4. NcendX® P-30 da Albermarle Corporation4. NcendX® P-30 from Albermarle Corporation

5. Stalite® S da Noveon, Inc.5. Stalite® S from Noveon, Inc.

6. Irganox® 245 da Ciba-Geigy Corp. Os resultados de teste das composições acima são mostrados na Tabela 2 abaixo.6. Irganox® 245 from Ciba-Geigy Corp. Test results of the above compositions are shown in Table 2 below.

TABELA 2TABLE 2

ExemplosExamples

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* indica que a propriedade não foi testada* indicates the property has not been tested

Todos os três compostos mostraram boa processabilidade tanto na produção do polímero como na extrusão do composto em chapas.All three compounds showed good processability in both polymer production and compound extrusion into sheets.

Embora tenham sido expostos de acordo com os estatutos de patente, o melhor modo e o modo preferido de realização, o escopo da invenção não é por eles limitado e sim pelo escopo das reivindicações anexas.Although they have been set forth in accordance with the patent statutes, the best mode and the preferred embodiment, the scope of the invention is not limited by them but by the scope of the appended claims.

Claims (34)

1. Composição de poliuretano termoplástico retardante de chama, caracterizada pelo fato de ter boas características de processamento em fusão incluindo: (a) pelo menos um polímero de poliuretano termoplástico; (b) de cerca de 5 a cerca de 40 % em peso de um primeiro componente retardante de chama orgânico não halogenado contendo um composto de fosfinato; (c) de cerca de 5 a cerca de 20 % em peso de um segundo componente retardante de chama orgânico não halogenado contendo um composto de fosfato; e (d) de cerca de 0,1 a cerca de 15 % em peso de um terceiro componente retardante de chama orgânico não halogenado selecionado entre pentaeritritol e dipentaeritritol; em que as percentagens em peso são baseadas no peso total da composição de poliuretano termoplástico, e em que o referido poliuretano retardante de chama tem um grau a VO a 1,90 mm de espessura medido de acordo com o teste de queima vertical UL 94 e um índice Limite de Oxigênio de pelo menos cerca de 35 medido de acordo com ASTM D2863.1. A flame retardant thermoplastic polyurethane composition, characterized in that it has good melt processing characteristics including: (a) at least one thermoplastic polyurethane polymer; (b) from about 5 to about 40% by weight of a first non-halogenated organic flame retardant component containing a phosphinate compound; (c) from about 5 to about 20% by weight of a second non-halogenated organic flame retardant component containing a phosphate compound; and (d) from about 0.1 to about 15% by weight of a third non-halogenated organic flame retardant component selected from pentaerythritol and dipentaerythritol; wherein the weight percentages are based on the total weight of the thermoplastic polyurethane composition, and wherein said flame retardant polyurethane is at a VO to 1.90 mm thickness measured according to the UL 94 vertical burn test and an Oxygen Limit index of at least about 35 measured according to ASTM D2863. 2. Composição de poliuretano termoplástico retardante de chama de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que em (b) o composto de fosfinato está presente em um nível de cerca de 15 a cerca de 25 % em peso.The flame retardant thermoplastic polyurethane composition according to claim 1, characterized in that in (b) the phosphinate compound is present at a level of from about 15 to about 25% by weight. 3. Composição de poliuretano termoplástico retardante de chama de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que em (c) o composto de fosfato está presente em um nível de cerca de 5 a cerca de 10 % em peso.The flame retardant thermoplastic polyurethane composition according to claim 1, characterized in that in (c) the phosphate compound is present at a level of from about 5 to about 10% by weight. 4. Composição de poliuretano termoplástico retardante de chama de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que em (d) o pentaeritritol ou dipentaeritritol selecionado está presente em um nível de cerca de 2,5 a cerca de 10 % em peso.The flame retardant thermoplastic polyurethane composition according to claim 1, characterized in that in (d) the selected pentaerythritol or dipentaerythritol is present at a level of from about 2.5 to about 10% by weight. 5. Composição de poliuretano termoplástico retardante de chama de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que em (a) o polímero de poliuretano termoplástico é selecionado entre poliéster poliuretano, poliéter poliuretano, policarbonato poliuretano, e combinações dos mesmos.The flame retardant thermoplastic polyurethane composition according to claim 1, characterized in that in (a) the thermoplastic polyurethane polymer is selected from polyurethane polyester, polyurethane polyether, polyurethane polycarbonate, and combinations thereof. 6. Composição de poliuretano termoplástico retardante de chama de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que em (a) o polímero de poliuretano termoplástico é poliéter poliuretano.The flame retardant thermoplastic polyurethane composition according to claim 5, characterized in that in (a) the thermoplastic polyurethane polymer is polyether polyurethane. 7. Composição de poliuretano termoplástico retardante de chama de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de conter adicionalmente : (e) de cerca de 0 a cerca de 5 % em peso de um componente retardante de chama inorgânico, baseado no peso total da composição de poliuretano termoplástico.The flame retardant thermoplastic polyurethane composition according to claim 1, further comprising: (e) from about 0 to about 5% by weight of an inorganic flame retardant component based on the total weight of the thermoplastic polyurethane composition. 8. Composição de poliuretano termoplástico retardante de chama de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que em (e) o componente retardante de chama inorgânico, se presente, é selecionado entre talco, fosfato de amônio, polifosfato de amônio, pentaborato de amônio, borato de zinco, carbonato de cálcio, óxido de antimônio, argila, argila montmorillonita, e suas misturas.The flame retardant thermoplastic polyurethane composition according to claim 7, characterized in that in (e) the inorganic flame retardant component, if present, is selected from talc, ammonium phosphate, ammonium polyphosphate, ammonium pentaborate. ammonium, zinc borate, calcium carbonate, antimony oxide, clay, montmorillonite clay, and mixtures thereof. 9. Composição de poliuretano termoplástico retardante de chama, caracterizada pelo fato de compreender: (a) pelo menos um polímero de poliuretano termoplástico; e (b) uma embalagem de retardante de chama incluindo : (i) um primeiro componente retardante de chama não halogenado contendo um composto de fosfinato; (ii) um segundo componente retardante de chama não halogenado contendo um composto de fosfato orgânico; e (iii) um terceiro componente retardante de chama não halogenado sem fosfato; em que a embalagem de retardante de chama está presente em um montante suficiente para conferir pelo menos uma característica de retardante de chama predeterminada à composição de poliuretano termoplástico9. A flame retardant thermoplastic polyurethane composition comprising: (a) at least one thermoplastic polyurethane polymer; and (b) a flame retardant package comprising: (i) a first non-halogenated flame retardant component containing a phosphinate compound; (ii) a second non-halogenated flame retardant component containing an organic phosphate compound; and (iii) a third non-halogenated phosphate-free flame retardant component; wherein the flame retardant package is present in an amount sufficient to impart at least one predetermined flame retardant characteristic to the thermoplastic polyurethane composition. 10. Composição de poliuretano termoplástico retardante de chama de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma característica de retardante de chama predeterminada é um índice limite de oxigênio de pelo menos cerca de 35 medido de acordo com ASTM D-2863.The flame retardant thermoplastic polyurethane composition according to claim 9, characterized in that the at least one predetermined flame retardant characteristic is an oxygen limit index of at least about 35 measured according to ASTM D- 2863. 11. Composição de poliuretano termoplástico retardante de chama de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma característica de retardante de chama predeterminada é um grau de inflamabilidade VO em uma espessura de 1,90 mm medido de acordo com UL 94.The flame retardant thermoplastic polyurethane composition according to claim 9, characterized in that the at least one predetermined flame retardant characteristic is a flammability degree VO at a thickness of 1.90 mm measured according to UL 94 12. Composição de poliuretano termoplástico retardante de chama de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que a embalagem de retardante de chama inclui adicionalmente um componente retardante de chama inorgânico.The flame retardant thermoplastic polyurethane composition according to claim 9, characterized in that the flame retardant package additionally includes an inorganic flame retardant component. 13. Composição de poliuretano termoplástico retardante de chama de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que em (a) o polímero de poliuretano termoplástico é selecionado entre poliéster poliuretano, poliéter poliuretano, policarbonato poliuretano, e combinações dos mesmos.The flame retardant thermoplastic polyurethane composition according to claim 9, characterized in that in (a) the thermoplastic polyurethane polymer is selected from polyurethane polyester, polyurethane polyether, polyurethane polycarbonate, and combinations thereof. 14. Composição de poliuretano termoplástico retardante de chama de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que em (a) o polímero de poliuretano termoplástico é poliéter poliuretano.Flame retardant thermoplastic polyurethane composition according to claim 13, characterized in that in (a) the thermoplastic polyurethane polymer is polyether polyurethane. 15. Composição de poliuretano termoplástico retardante de chama da reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que em (b)(iii) o terceiro composto retardante de chama não halogenado é selecionado entre pentaeritritol e dipentaeritritol.The flame retardant thermoplastic polyurethane composition of claim 9, characterized in that in (b) (iii) the third non-halogenated flame retardant compound is selected from pentaerythritol and dipentaerythritol. 16. Composição de poliuretano termoplástico retardante de chama de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que em (b) a embalagem de retardante de chama inclui adicionalmente: (iv) um componente retardante de chama inorgânico.A flame retardant thermoplastic polyurethane composition according to claim 9, characterized in that in (b) the flame retardant package further comprises: (iv) an inorganic flame retardant component. 17. Embalagem de retardante de chama, caracterizada pelo fato de compreender: (a) um primeiro componente retardante de chama não halogenado contendo um composto de fosfinato; (b) um segundo componente retardante de chama não halogenado contendo um composto de fosfato orgânico; e (c) um terceiro componente retardante de chama não halogenado contendo um álcool poliídrico.17. A flame retardant package comprising: (a) a first non-halogenated flame retardant component containing a phosphinate compound; (b) a second non-halogenated flame retardant component containing an organic phosphate compound; and (c) a third non-halogenated flame retardant component containing a polyhydric alcohol. 18. Embalagem de retardante de chama da reivindicação 17, caracterizada pelo fato de que contém adicionalmente: (d) um componente retardante de chama inorgânicoThe flame retardant package of claim 17, characterized in that it additionally contains: (d) an inorganic flame retardant component. 19. Embalagem de retardante de chama de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato de que o componente retardante de chama inorgânico é selecionado entre talco, fosfato de amônio, polifosfato de amônio, carbonato de cálcio, óxido de antimônio, argila, argila montmorillonita, e suas misturas.Flame retardant package according to Claim 18, characterized in that the inorganic flame retardant component is selected from talc, ammonium phosphate, ammonium polyphosphate, calcium carbonate, antimony oxide, clay, montmorillonite clay. , and their mixtures. 20. Embalagem de retardante de chama de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de que em (c) o álcool poliídrico é selecionado entre dipentaeritritol e pentaeritritol.Flame retardant package according to claim 17, characterized in that in (c) the polyhydric alcohol is selected from dipentaerythritol and pentaerythritol. 21. Método de tornar uma composição de poliuretano termoplástico retardante de chama, caracterizado pelo fato de compreender: misturar uma embalagem de retardante de chama incluindo (a) um primeiro componente retardante de chama não halogenado contendo um composto de fosfinato; (b) um segundo componente retardante de chama não halogenado contendo um composto de fosfato orgânico; e (c) um terceiro componente retardante de chama não halogenado contendo um álcool poliídrico com um polímero de poliuretano termoplástico em que a embalagem de retardante de chama está presente em um montante suficiente para conferir pelo menos uma característica de retardante de chama predeterminada à composição de poliuretano termoplástico.A method of making a flame retardant thermoplastic polyurethane composition comprising: mixing a flame retardant package comprising (a) a first non-halogenated flame retardant component containing a phosphinate compound; (b) a second non-halogenated flame retardant component containing an organic phosphate compound; and (c) a third non-halogenated flame retardant component containing a polyhydric alcohol with a thermoplastic polyurethane polymer wherein the flame retardant package is present in an amount sufficient to impart at least one predetermined flame retardant characteristic to the composition of the flame retardant. thermoplastic polyurethane. 22. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma característica de retardante de chama predeterminada inclui um índice limite de oxigênio de pelo menos cerca de 35 medido de acordo com ASTM D-2863.The method according to claim 21, characterized in that the at least one predetermined flame retardant characteristic includes an oxygen limit index of at least about 35 measured according to ASTM D-2863. 23. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma característica de retardante de chama predeterminada inclui um grau de inflamabilidade VO em uma espessura de 1,90 mm medido de acordo com UL 94.A method according to claim 21, characterized in that the at least one predetermined flame retardant characteristic includes a flammability degree VO at a thickness of 1.90 mm measured according to UL 94. 24. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que: o composto de fosfinato está presente em um nível de cerca de -5 a cerca de 40 % em peso; o composto de fosfato orgânico está presente em um nível de cerca de 5 a cerca de 20 % em peso; e o álcool poliídrico está presente em um nível de cerca de 0,1 a cerca de 15 % em peso; em que as percentagens em peso são baseadas no peso total da composição de poliuretano termoplástico.A method according to claim 21, characterized in that: the phosphinate compound is present at a level of from about -5 to about 40% by weight; the organic phosphate compound is present at a level of from about 5 to about 20% by weight; and polyhydric alcohol is present at a level of from about 0.1 to about 15% by weight; wherein the weight percentages are based on the total weight of the thermoplastic polyurethane composition. 25. Método de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que a embalagem de retardante de chama inclui adicionalmente um componente retardante de chama inorgânico presente em um nível de cerca de O a cerca de 5 % em peso com base no peso total da composição de poliuretano termoplástico.A method according to claim 24, characterized in that the flame retardant package further comprises an inorganic flame retardant component present at a level of from about 0 to about 5% by weight based on the total weight of the flame retardant. thermoplastic polyurethane composition. 26. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que a mistura é realizada em uma extrusora de dupla rosca.Method according to claim 21, characterized in that the mixing is carried out in a twin screw extruder. 27. Método de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que a composição de poliuretano termoplástico é peletizada após mistura.Method according to claim 26, characterized in that the thermoplastic polyurethane composition is pelletized after mixing. 28. Processo para produção de uma composição de poliuretano termoplástico retardante de chama, caracterizado pelo fato de compreender: a) misturar ingredientes de poliuretano termoplástico compreendendo um intermediário polimérico selecionado entre poliéster terminado em hidroxila, poliéter terminado em hidroxila, policarbonato terminado em hidroxila, e suas misturas, um poliisocianato, e um extensor de cadeia em um dispositivo de mistura capaz de misturar com cisalhamento os ingredientes de poliuretano termoplástico; b) após (a), adicionar uma embalagem de retardante de chama ao dispositivo de mistura, sendo que a embalagem de retardante de chama inclui um primeiro componente retardante de chama não halogenado contendo um composto de fosfinato presente em um nível de cerca de 5 a cerca de 40 % em peso; um segundo componente retardante de chama não halogenado compreendendo um composto de fosfato presente em um nível de cerca de 5 a cerca de 20 % em peso; e um terceiro componente retardante de chama não halogenado selecionado entre pentaeritritol e dipentaeritritol presente em um nível de cerca de 0,1 a cerca de 15 % em peso, em que as percentagens em peso são baseadas no peso total da composição de poliuretano termoplástico retardante de chama.A process for producing a flame retardant thermoplastic polyurethane composition comprising: a) mixing thermoplastic polyurethane ingredients comprising a polymeric intermediate selected from hydroxyl terminated polyester, hydroxyl terminated polyether, hydroxyl terminated polycarbonate, and mixtures thereof, a polyisocyanate, and a chain extender in a mixing device capable of shear mixing thermoplastic polyurethane ingredients; (b) after (a) adding a flame retardant package to the mixing device, the flame retardant package comprising a first non-halogenated flame retardant component containing a phosphinate compound present at a level of about 5 to about 40 wt%; a second non-halogenated flame retardant component comprising a phosphate compound present at a level of from about 5 to about 20% by weight; and a third non-halogenated flame retardant component selected from pentaerythritol and dipentaerythritol present at a level of from about 0.1 to about 15% by weight, wherein the weight percentages are based on the total weight of the thermoplastic polyurethane retardant composition. flame. 29. Processo para produção de uma construção de cabo e fio, caracterizado pelo fato de compreender: (a) extrusão de uma camada de isolamento de um material polimérico não condutor sobre pelo menos um condutor metálico; e (b) extrusão de uma cobertura retardante de chama para cobrir pelo menos um condutor metálico isolado; onde a cobertura é uma composição de poliuretano termoplástico incluindo: (i) pelo menos um polímero de poliuretano termoplástico; (ii) de cerca de 5 a cerca de 40 % em peso de um primeiro componente retardante de chama orgânico não halogenado contendo um composto de fosfinato; (iii) de cerca de 5 a cerca de 20 % em peso de um segundo componente retardante de chama orgânico não halogenado contendo um composto de fosfato; e (iv) de cerca de 0,1 a cerca de 15 % em peso de um terceiro componente retardante de chama orgânico não halogenado contendodipentaeritritol; em que as percentagens em peso são baseadas no peso total da composição de poliuretano termoplástico.A process for producing a cable and wire construction, comprising: (a) extruding an insulating layer of a nonconductive polymer material onto at least one metal conductor; and (b) extruding a flame retardant cover to cover at least one insulated metal conductor; wherein the cover is a thermoplastic polyurethane composition comprising: (i) at least one thermoplastic polyurethane polymer; (ii) from about 5 to about 40% by weight of a first non-halogenated organic flame retardant component containing a phosphinate compound; (iii) from about 5 to about 20% by weight of a second non-halogenated organic flame retardant component containing a phosphate compound; and (iv) from about 0.1 to about 15% by weight of a third nonhalogenated organic flame retardant component containing dipentaerythritol; wherein the weight percentages are based on the total weight of the thermoplastic polyurethane composition. 30. Construção de cabo e fio, caracterizada pelo fato de compreender: (a) pelo menos um condutor metálico em que o referido condutor é isolado com um material polimérico não condutor; e (b) uma cobertura retardante de chama cobrindo o referido pelo menos um condutor metálico isolado, em que a referida cobertura é uma composição de poliuretano termoplástico contendo: 25 (i) pelo menos um polímero de poliuretano termoplástico; (ii) de cerca de 5 a cerca de 40 % em peso de um primeiro componente retardante de chama orgânico não halogenado incluindo um composto de fosfinato; (iii) de cerca de 5 a cerca de 20 % em peso de um segundo componente retardante de chama orgânico não halogenado contendo um composto de fosfato; e (iv) de cerca de 0,1 a cerca de 15 % em peso de um terceiro componente retardante de chama orgânico não halogenado contendo dipentaeritritol; em que as percentagens em peso são baseadas no peso total da composição de poliuretano termoplástico30. Cable and wire construction, characterized in that it comprises: (a) at least one metal conductor wherein said conductor is insulated with a non-conductive polymeric material; and (b) a flame retardant cover covering said at least one insulated metal conductor, wherein said cover is a thermoplastic polyurethane composition containing: (i) at least one thermoplastic polyurethane polymer; (ii) from about 5 to about 40% by weight of a non-halogenated first organic flame retardant component including a phosphinate compound; (iii) from about 5 to about 20% by weight of a second non-halogenated organic flame retardant component containing a phosphate compound; and (iv) from about 0.1 to about 15% by weight of a third non halogenated organic flame retardant component containing dipentaerythritol; wherein weight percentages are based on the total weight of the thermoplastic polyurethane composition 31. Artigo conformado, caracterizado pelo fato de que compreende uma composição de poliuretano termoplástico retardante de chama, em que a composição inclui: (a) pelo menos um polímero de poliuretano termoplástico; (b) de cerca de 5 a cerca de 40 % em peso de um primeiro componente retardante de chama orgânico não halogenado contendo um composto de fosfinato; (c) de cerca de 5 a cerca de 20 % em peso de um segundo componente retardante de chama orgânico não halogenado contendo um composto de fosfato; e (d) de cerca de 0,1 a cerca de 15 % em peso de um terceiro componente retardante de chama orgânico não halogenado selecionado entre pentaeritritol e dipentaeritritol; em que as percentagens em peso são baseadas no peso total da composição de poliuretano termoplástico.A shaped article, characterized in that it comprises a flame retardant thermoplastic polyurethane composition, wherein the composition includes: (a) at least one thermoplastic polyurethane polymer; (b) from about 5 to about 40% by weight of a first non-halogenated organic flame retardant component containing a phosphinate compound; (c) from about 5 to about 20% by weight of a second non-halogenated organic flame retardant component containing a phosphate compound; and (d) from about 0.1 to about 15% by weight of a third non-halogenated organic flame retardant component selected from pentaerythritol and dipentaerythritol; wherein the weight percentages are based on the total weight of the thermoplastic polyurethane composition. 32. Composição de poliuretano termoplástico retardante de chama, caracterizada pelo fato de que consisti essencialmente de: (a) pelo menos um polímero de poliuretano termoplástico baseado em poliéter; (b) cerca de 15 a cerca de 25 % em peso de um primeiro componente retardante de chama orgânico não halogenado contendo um composto de fosfinato; (c) cerca de 5 a cerca de 10 % em peso de um segundo componente retardante de chama orgânico não halogenado contendo um composto de fosfato; e (d) cerca de 2,5 a cerca de 10 % em peso de um terceiro componente retardante de chama orgânico não halogenado incluindo dipentaeritritol; e (e) cerca de 0 a cerca de 5 % em peso de um componente retardante de chama inorgânico contendo talco; em que as percentagens em peso são baseadas no peso total da composição de poliuretano termoplástico.32. Flame retardant thermoplastic polyurethane composition, characterized in that it consists essentially of: (a) at least one polyether-based thermoplastic polyurethane polymer; (b) about 15 to about 25% by weight of a first non-halogenated organic flame retardant component containing a phosphinate compound; (c) about 5 to about 10% by weight of a second non-halogenated organic flame retardant component containing a phosphate compound; and (d) about 2.5 to about 10% by weight of a third non-halogenated organic flame retardant component including dipentaerythritol; and (e) about 0 to about 5% by weight of a talc-containing inorganic flame retardant component; wherein the weight percentages are based on the total weight of the thermoplastic polyurethane composition. 33. Composição de poliuretano termoplástico retardante de chama de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de incluir adicionalmente de cerca de 0,05 a cerca de 2,0 % em peso de antioxidante.The flame retardant thermoplastic polyurethane composition according to claim 1, further comprising from about 0.05 to about 2.0% by weight of antioxidant. 34. Composição de poliuretano termoplástico retardante de chama de acordo com a reivindicação 33, caracterizada pelo fato de que o referido antioxidante é selecionado entre fenóis impedidos e difenilamina dialquilada, e suas misturas.The flame retardant thermoplastic polyurethane composition according to claim 33, characterized in that said antioxidant is selected from hindered phenols and dialkylated diphenylamine, and mixtures thereof.
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